Новое исследование показывает, что интерлейкин-3 (IL-3), воспалительный фактор, наиболее связанный с аллергическими реакциями, по-видимому, играет важную роль в подавляющей, опасной для жизни иммунной реакции, называемой сепсисом. В выпуске журнала Science от 13 марта исследователи из Массачусетской больницы общего профиля (MGH) описывают открытие, что присутствие IL-3 имеет важное значение для развития сепсиса на мышиной модели этого состояния и что уровни IL-3 у людей с сепсисом выше у тех, кто подвержен большему риску смерти.
"Сепсис – чрезвычайно опасное заболевание, уносящее до полумиллиона жизней в США.S. каждый год и миллионы по всему миру" говорит Филип Свирски, доктор философии из Центра системной биологии MGH, старший автор исследования. "Наше исследование показывает, что в ответ на инфекцию ИЛ-3 способствует выработке воспалительных моноцитов и нейтрофилов – иммунных клеток, которые являются источниками так называемого «цитокинового шторма», лежащего в основе сепсиса."
Сепсис возникает, когда иммунная система чрезмерно реагирует на инфекцию или травму, производя чрезмерный уровень сигнальных молекул, называемых цитокинами, которые привлекают иммунные клетки. Повышенный уровень этих клеток выделяет больше цитокинов, и этот цитокиновый шторм привлекает еще больше иммунных клеток, подпитывая порочный круг. Вместо того, чтобы остановить первоначальную инфекцию, иммунные факторы атакуют ткани и органы организма, вызывая органную недостаточность и смерть. Многие аспекты механизма, лежащего в основе сепсиса, плохо изучены, и, поскольку известно, что IL-3 способствует производству и пролиферации нескольких типов белых кровяных телец, в том числе тех, которые производят факторы, участвующие в цитокиновом шторме, команда Свирски исследовала его потенциальное участие. при сепсисе.
Сначала они показали на мышиной модели состояния, что отсутствие IL-3 предотвращает развитие сепсиса и снижает выработку связанных с сепсисом иммунных клеток и цитокинов. Они также обнаружили, что введение ИЛ-3 мышам, у которых экспрессия этого фактора была нарушена, восстанавливает их восприимчивость к сепсису, а блокирование взаимодействия между ИЛ-3 и его рецептором на иммунных клетках снижает выработку факторов, связанных с сепсисом.
Поиск источника индуцирующего сепсис IL-3 показал, что он продуцируется B-клетками селезенки, тимуса и лимфатических узлов – клетками, которые оказались B-клетками IRA, впервые идентифицированными командой Свирски в научной статье 2012 года. Эти клетки также продуцируют фактор роста GM-CSF; и без GM-CSF, полученного из B-клеток IRA, животные, у которых был индуцирован сепсис, умирали быстрее и в большем количестве, чем контрольные животные. Но в то время как GM-CSF защищал от сепсиса в более раннем исследовании, IL-3, генерируемый той же популяцией клеток, увеличивал выработку воспалительных цитокинов, которые усугубляют сепсис в текущем исследовании – наблюдение, которое отражает тонкий баланс иммунных реакций, необходимых для защиты от инфекции. без нанесения ущерба, приводящего к сепсису.
Чтобы подтвердить, что результаты, наблюдаемые на их мышиной модели, отражают то, что может происходить с пациентами-людьми, исследователи проанализировали образцы крови 60 пациентов с сепсисом, участвовавших в предыдущем исследовании, и обнаружили, что уровни IL-3 в течение первых 24 часов после начала сепсиса были ниже. выше у пациентов, которые в конечном итоге умерли. Исследователи проспективно измерили уровни IL-3 и моноцитов в другой группе из 37 пациентов, проходящих лечение от сепсиса, обнаружив, что начало сепсиса сопровождалось быстрым увеличением уровней цитокинов и что пациенты с самыми высокими уровнями IL-3 были наиболее вероятными. умереть.
"Были подняты вопросы о том, насколько хорошо мышиные модели сепсиса отражают болезнь человека, но наше исследование показывает, что роль IL-3, которую мы обнаружили у мышей, также важна для пациентов-людей," – говорит Свирски, доцент кафедры радиологии Гарвардской медицинской школы. "Поскольку даже у кажущихся здоровыми людей есть определенный уровень ИЛ-3 в крови, важно выяснить, подвергаются ли люди с более высоким уровнем повышенному риску сепсиса и других осложнений инфекции и может ли нацеливание на ИЛ-3 и пути, которые он контролирует. лечить сепсис. В целом нам нужно лучше понимать, что делает IL-3 при сепсисе и других инфекционных и неинфекционных заболеваниях. В настоящее время мы изучаем, участвует ли IL-3 в так называемой супрессивной фазе сепсиса, которая может следовать за начальной фазой воспаления и подвергать пациентов риску развития вторичных инфекций."